Análise das características macroturbulentas ao longo de uma bacia de dissipação por ressalto hidráulico à jusante de um vertedouro em degraus

Abstract

A bacia de dissipação por ressalto hidráulico é um dos tipos de dissipadores mais utilizados à jusante de sistemas extravasadores. Visando reduzir o comprimento desse tipo de estrutura, pode ser adotado, em conjunto com a bacia, o uso de vertedouros em degraus, que permitem a dissipação de parte da energia durante a queda, além de permitir a incorporação de ar ao escoamento. Este trabalho analisa características macroturbulentas do escoamento ao longo de uma bacia de dissipação por ressalto hidráulico com fluxo de entrada aerado. Esse fluxo obtido à jusante do vertedouro em degraus é originado através da macro-rugosidade criada na soleira pelos degraus que induz a água vertente a formar uma zona de início de aeração. A turbulência que se origina nos degraus e avança até a superfície livre da água torna o escoamento com forte aeração, desta forma o concreto deve sofrer menores níveis de desgaste, diferente do que ocorre onde o escoamento não é aerado. Este trabalho tem suporte em um modelo físico reduzido de vertedouro em degraus e da bacia de dissipação à jusante, nos laboratórios do Instituto de Pesquisas Hidráulicas da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, com as dimensões mais comumente empregadas em concreto compactado a rolo (CCR) encontradas. Foram feitas análises para a caracterização das distribuições de valores médios, flutuantes e extremos das pressões junto ao fundo do canal, de maneira a determinar os esforços hidrodinâmicos atuantes na bacia de dissipação, de modo a complementar informações para o projeto estrutural desse tipo de obra hidráulica. Dentre os resultados obtidos, foram propostas equações para a estimativa da altura subcrítica do ressalto hidráulico e para a previsão das pressões ocorrentes no fundo da bacia de dissipação.